几种地被植物在石英砂尾矿中的生长及生理特性比较

吴 燕，陈 鸿，肖昕迪

（安徽科技学院 城建与环境学院，安徽 凤阳 233100）

几种地被植物在石英砂尾矿中的生长及生理特性比较

吴 燕，陈 鸿，肖昕迪

（安徽科技学院 城建与环境学院，安徽 凤阳 233100）

以几种地被植物为材料，研究其在石英砂尾矿中的生长及生理特性，筛选适合石英砂尾矿中生长的地被植物.结果表明，移栽在石英砂尾矿中三角酢浆草、白车轴草、葱莲、红花酢浆草的成活率差异显著，三角酢浆草成活率最高达93%，红花酢浆草最低仅28%.随着植被生长的进行，在石英砂尾矿中三角酢浆草长势较好，表现在地上部分生长量、根系生长量、根系活力、硝酸还原酶活性、叶片含水量等指标显著好于其它植被，红花酢浆草长势最差，叶片相对电导率值最大.由此说明，在几种植被中，三角酢浆草较适应石英砂尾矿环境，生长良好.

石英砂尾矿；植被；生理指标

据统计，我国每年产生石英砂尾矿约1000万吨，石英砂尾矿是粒度较细的晶质石英，二氧化硅含量介于90%至99%之间，其余成分以Al2O3主，另外还含有少量的铁质云母等杂质，基本不含对植物生长有害的重金属[1].这些石英砂尾矿除少量用作水泥、烧结砖和新型墙体材料等建材的原料外，大部分没有得到利用.如果处理不当，干燥时随风飞扬，下雨时随雨水流入江河，对环境造成严重污染，同时也加大了生产企业的环保负担.而凤阳县作为重要的玻璃生产基地拥有极为丰富的石英石资源，被称为“石英之县”，年产石英砂尾矿约100多万吨，排放如此大量的尾矿，直接造成严重的环境污染、耕地占用、河道水库淤塞等不良后果，因此矿区尾矿场环境治理迫在眉睫[2].

植被修复是矿区生态恢复的主要内容和目标，通过利用不同植物吸收、富集、固定、降解土壤和水体（包括地下水）中的污染物并减少或避免水土流失，同时通过植物的生长增加植被覆盖，从而达到生态恢复或生态改良.由于植被修复的长期性效应、相对成本较低和生态效益明显，已越来越受到人们的关注，并在环境污染治理、生态脆弱区恢复和景观美化等方面得到广泛应用.植被修复将是改善受损毁区域的生态功能、恢复矿区景观和生产潜力的最有效手段，其最终目标是使人类活动与区域生态系统达到相对平衡，推动农业生产、生态建设与人类生活的协调和可持续发展[3].

三角酢浆草（Oxalis acetosella L.Subsp.Japonica（Franch.&Sav.）H.Hara）是白花酢浆草（Oxalis acetosella L.）的亚种，属酢浆草科（Oxalidaceae）酢浆草属（Oxlais L.）多年生草本植物；红花酢浆草（Oxalis corymbosa DC.）属酢浆草科（Oxalidaceae）酢浆草属（Oxalis L.）多年生草本植物；白车轴草（Trifolium repens Linn.）是豆科（Leguminosae）车轴草属（Trifolium Linn.）多年生草本植物；葱莲（Zephyranthes candida(Lindl.）Herb.）是石蒜科（A-maryllidaceae）葱莲属（Zephyranthes Herb.）多年生草本植物.这四种植物均为国内园林绿化中应用较多的草花地被植物.本实验通过几种植被在石英砂尾矿中的生长比较，选择较适宜在石英砂尾矿上生长的植被，为石英砂尾矿场的环境治理、植被修复提供参考.

1 材料与方法

1.1 实验材料

石英砂尾矿从凤阳县大通河取得.四种地被植物为安徽科技学院校园内和凤阳县周边取得.

1.2 试验设计

试验于2011年2月～7月在安徽科技学院种植科技园内进行.3月24日将石英砂尾矿装盆，每塑料盆中装尾矿2kg，挑选大小一致，1年生小苗，3月26日将四种植被移植在装有石英砂尾矿的塑料盆中，每盆中定植2棵幼苗.每个处理随机排列，共40盆.在生长过程中对其进行栽培管理，例如适时浇水，施用少量有机肥和无机肥等.5月20号日开始测定各项生长及生理指标，5月25日左右完成所有指标的测定.

1.3 指标测定

1.3.1 四种绿叶菜的根茎叶的鲜干重测定

在定植前测量各植株鲜重和干重.待移植成活并生长一段时间后（5月20日），每个处理随机抽取10株幼苗，用清水洗去根部土壤，再用吸水纸吸去植株表面水分，先整株称量，再分别称量根、茎、叶，记录鲜重数据，然后放入80℃烘箱中持续烘干48h，其间每4h称量一次，直至烘干至恒重.然后记录干重数据.

1.3.2 生理指标的测定

硝酸还原酶（NR）采用活体法测定[4]；根系活力采用TTC法测定[4]；电导率的测定采用电导率仪进行测定[5].

2 结果与分析

2.1 几种植被在石英砂尾矿的移栽成活率和地上部分生长量的比较

图1 石英砂尾矿对几种地被植物移栽成活率的影响

图2 石英砂尾矿对几种地被植物地上部生长量的影响

由图1可以看出，四种地被植物移栽到石英砂尾矿中成活率差异较大，其中三角酢浆草成活率最高达93%，红花酢浆草最低仅为28%.由此说明，不同种类的植物移栽到石英砂尾矿中，对石英砂尾矿的适应能力有所差异，三角酢浆草适应性最强，其次为白车轴草，红花酢浆草最差.植株的地上部分生长量是反映植物生长状况的重要指标，在相同的环境条件下，地上部分生长量大说明生长势好.由图2可以看出，三角酢浆草的地上部分生长量最大，所以三角酢浆草的长势最好；红花酢浆草长势最差.

2.2 石英砂尾矿对四种植被根系生长量、根系活力的影响

图3 石英砂尾矿对几种地被植物根系生长量的影响

图4 石英砂尾矿对几种地被植物根系活力的影响

根系生长量反应根系活力大小，根系活力越高，植被生长越好.由图3和图4可以看出，在石英砂尾矿中，三角酢浆草根系生长较快，根系活力强，达到64.2μg/gFW·h，比红花酢浆草高74.9%；红花酢浆草根系活力弱，根系生长量少.因此三角酢浆草对石英砂尾矿的适应能力强，相比较红花酢浆草不适应石英砂尾矿的环境.

2.3 石英砂尾矿对四种植被相对电导率和叶片含水量的影响

图5 石英砂尾矿对几种地被植物相对电导率的影响

图6 石英砂尾矿对几种地被植物叶片含水量的影响

相对电导率是反映植物膜系统一个重要的指标，植物在受到逆境或其他损伤的情况下，细胞膜易破裂，膜蛋白受伤害因而使胞内电解质外渗，使相对电导率增加.由图5可知，铜锤草的相对电导率最高为31.2%，说明其细胞膜破裂，膜蛋白受害较重，酢浆草的相对电导率最低为20.1%，说明其细胞膜受损较小.

叶片含水量的大小在一定程度上反映了作物光合作用的强弱.图6表明，石英砂尾矿对四种植被影响不一，其中以酢浆草的叶片含水量最高为90.2%，铜锤草叶片含水量最低为84.5%，说明石英砂尾矿对铜锤草叶片含水量影响最大，产量最低.

2.5 石英砂尾矿对四种植被叶片硝酸盐还原酶活性的影响

图7 石英砂尾矿对几种地被植物叶片硝酸还原酶活性的影响

植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部分的营养状况及产量水平.硝酸还原酶(NR)是植物NO3-同化的关键酶，植物体内硝酸还原酶活力(NRA)的高低直接影响介质中NO3-的利用，被作为作物的营养指标之一[10].由图7可知，在石英砂尾矿中生长的三角酢浆草的硝酸盐还原酶活性最高为78.9NaNO2μg/gFW·h，比红花酢浆草叶片硝酸还原酶活性高91.5%.由此说明，三角酢浆草生长在石英砂尾矿中，氮代谢水平较高，生长较好；而红花酢浆草氮代谢水平较低，生长较差.

3 讨论与小结

通过本实验结果可以看出，四种植被在石英砂尾矿中的生长情况，以三角酢浆草成活率最高，长势好，生长量大，根系发达，根系固土能力强；葱莲和白车轴草一般，但白车轴草的根系固土能力也强，长势较好；红花酢浆草成活率最低，长势较差，不适合在石英砂尾矿中生长.也有人研究表明红花酢浆草比本地种酢浆草有更强的耐旱力[6]，但在本实验中水分充足，在石英砂尾矿中生长较差，根系活力低，根系不发达，影响其在石英砂尾矿中生长.由于石英砂尾矿的储水能力较差，土质养分少，因此在试验过程中要适时浇水和施用复合肥以满足植物正常生长所需要的各种养分.但是红花酢浆草、葱莲不能很好地适应石英砂这种瘠薄土壤，成活率很低，不适宜在石英砂矿区大面积种植.而三角酢浆草、白车轴草比较耐干旱和瘠薄，适宜在石英砂中生长，可以大面积推广种植，从而达到改善矿区土壤条件，美化环境的作用.

〔1〕徐天勇.凤阳石英尾砂的综合利用[J].矿产综合利用,2005(6):33-35.

〔2〕王传虎,杨周生,葛金龙,等.石英尾矿尾砂综合利用研究综述[J].中国非金属矿工业导刊,2008(3):16-18.

〔3〕吴燕,陈鸿,肖盺迪.植被修复技术在矿区的应用研究进展[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2011(3):28-30.

〔4〕李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000.134-137.

〔5〕赵世杰,刘华山，等.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业科技出版社,1998.54-56.

〔6〕陈明林,王友保.水分胁迫下外来种铜锤草和本地种酢浆草的生理指标比较研究[J].草业学报,2008,17(6):52～59.

S688

A

1673-260X（2012）08-0024-03

安徽科技学院青年科学研究基金项目(ZRC2011269，ZRC2011277，ZRC276）